紅外觸摸屏是在緊貼屏幕前密佈X、Y方向上的紅外線矩陣,通過不停的掃描是否有紅外線被物體阻擋檢測並定位用戶的觸摸。如下圖所示,
這種觸摸屏是在顯示器的前面安裝一個外框,外框裡設計有電路板,從而在屏幕四邊排佈紅外發射管和紅外接收管,一一對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣。
每掃描完一圈,如果所有的紅外對管通達,綠燈亮,表示一切正常。
當有觸摸時,手指或其它物就會擋住經過該位置的橫豎紅外線,觸摸屏掃描時發現並確信有一條紅外線受阻後,紅燈亮,表示有紅外線受阻,可能有觸摸,同時立刻換到另一坐標再掃描,如果再發現另外一軸也有一條紅外線受阻,黃燈亮,表示發現觸摸,並將兩個發現阻隔的紅外對管位置報告給主機,經過計算判斷出觸摸點在屏幕的位置。
紅外觸摸屏產品分外掛式和內置式兩種。外掛式的安裝方法非常簡單,是所有觸摸屏中安裝最方便的,隻要用膠或雙面膠將框架固定在顯示器前面即可。缺點是影響外觀。
內置式紅外觸摸屏性能更加穩定,影響外觀程度小。適合KIOSK使用。
特點
紅外觸摸屏的優點是可用手指、筆或任何可阻擋光線的物體來觸摸。
紅外觸摸屏缺點是在球面顯示器上使用時感覺不好,這是因為賴以工作的紅外光柵矩陣顯然要求保證在同一平面上,因此,真正感應觸摸的工作平面距離弧形的顯示器屏幕有較大的間隔,尤其在邊角,但是這個缺點在平面顯示器上不存在,比如液晶顯示器。
可以說在平面顯示器上使用,紅外觸摸屏具有相當的優勢。紅外線探測技術利用同一波長的紅外發射管、紅外接收管(簡稱紅外對管)就能得到簡單的紅外線探測方法:
隻要有物體阻擋住紅外對管之間的連線,接收信號就急劇下降,因此紅外線可以探測物體的阻擋,在防盜系統、自動感應系統、計數器等系統上廣泛應用。
紅外線若是短距離應用,根據接收信號的衰減程度還可探知阻擋程度,這就是所謂的模擬方式,模擬方式在接收端采用密集的接收管陣列,還可用於造影成像;為防止幹擾,紅外探測還可采用脈沖方式,即紅外發射管發射一個固定頻率的信號,而接收方隻對這一頻率進行檢測,脈沖方式抗幹擾能力非常強。脈沖方式如果在工作頻率上調制信號,還可用於數字通信,這就是大名鼎鼎的紅外線通訊,傢用電器的遙控、電腦的紅外通信、甚至是當今最快的光纖通信,都緣於此。紅外通信對人體沒有影響,兼又發射距離短沒有空間污染,當今備受親睞。本章立意觸摸屏,不神遊其它,但是從這一傢族興旺,也可以看出紅外觸摸屏前途遠大。
紅外線檢測技術用於觸摸屏技術主要有3個技術難點:
環境光因素,紅外接收管有最小靈敏度和最大光照度之間的工作范圍,但是觸摸屏產品卻不能限制使用范圍,從黑暗的歌廳包房到海南島高強度陽光下的戶外使用,作為產品,它必須適應。
快速檢測,紅外觸摸屏一般尺寸最少也有64套紅外對管,也就是說至少要求在0.4毫秒內就要完成一條紅外線的檢測。
周圍的反射、折射、幹擾,紅外發射管有一個發射角,接收管有較大范圍的接收角,如果周圍反射到一定程度,你會發現手指放在什麼地方也阻擋不住信號。
要解決這些問題,選擇模擬方式最大的好處是可以分析提高觸摸屏的分辨率,但是抗幹擾能力比不上脈沖方式;選擇脈沖方式雖然抗幹擾能力強,但是存在脈沖方式在接收方需要一個響應過程時間的問題,而觸摸屏卻要求極快的速度,因此要在自適應電路、單片機軟件、模具設計、透光材料選擇等幾個方面要有技術突破。
紅外觸摸屏靠多對紅外發射和接收對管來工作,紅外對管性能和壽命都比較可靠,任何阻擋光線的物體都可用來作觸摸物,不過紅外觸摸屏使用傳感器數目將近100對,並且共用外圍電路,這就要求傳感器不僅本身性能好,還要求將近100對的紅外二極管“光-電阻特性”
和“結電容”都保持一致。實際應用中,萬一有哪一對出現故障,可以在上電自檢過程中發現並在此後加以忽略,靠鄰近的紅外線代替,由於每一對紅外線隻“監管”約6mm左右的窄帶,而手指通常在15mm左右粗細,用戶是察覺不到的。但如果生產過程沒有對紅外發射管進行老化測試,沒有很好的質量管理體系,將近100對的傳感器,很快就不是一對兩對“掉隊”的問題瞭,總體壽命也就難以保證。因此,購買紅外屏的用戶應該瞭解廠傢有沒有嚴格的質量檢測辦法或是否通過ISO9000認證。
紅外屏賴以工作的是紅外線矩陣,矩陣上多點的x、y坐標能組合出平方倍多的觸摸點,見下圖,A、B兩點和C、D兩點對紅外屏來說是相同的效果,無法分辨,怎麼處理呢?目前市場上的紅外屏對多點觸摸常見的處理不管連續否,要麼不判斷,要麼判為左上角,即下圖中不管是A、B還是C、D都判為C點。真正技術過得硬的紅外屏應該是對坐標連續的多點觸摸判斷取中點,即判斷為大物體(比如粗手指)的觸摸,而對不連續的多點觸摸不予判斷,所以說它技術過硬是這種算法對產品的品質要求更嚴,不允許出現各種各樣的故障情況。這種紅外屏現在市場有,價格非常高。
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